Тягова динаміка і паливна економічність тракторів

Лекція № 3

План:

1. Потужнісний баланс і коефіцієнт корисної дії трактора.

2. Методика тягового розрахунку трактора.

3. Розрахунок і побудова теоретичної тягової характеристики.

3.1. Потужнісний баланс і коефіцієнт корисної дії трактора.

Баланс потужності трактора – це рівняння, яке відображає витрату потужності

Nе = Nо+ Nтр+Nδ+Nf+Ni+Nj+Nw+Nг+Nпр+Nввп+Nгв+Nгом (3.1)

Складові правої частини виразу (3.1) характеризують потужності, що відводяться окремим споживачам і витрачаються на: Nо – обслуговування систем трактора та поліпшення умов праці тракториста – машиніста; Nтр – подолання механічних опорів у трансмісії; Nδ – буксування робочих органів;

Nf, Ni, Nj, Nw – подолання опору коченню, підйомів, опору повітря і зміну швидкості руху; Nг – переміщення робочих машин, причепів; Nпр – подолання механічних опорів у приводі вала відбору потужності; Nввп – обертання механізмів, зєднаних з валом відбору потужності; Nввп – подолання опорів у приводі гідравлічної системи; Nгом – обертання гідрофікованих робочих органів сільськогосподарських машин.

Потужності Ni, Nj можуть мати різні знаки залежно від режиму руху трактора. На підйомі під час розгону потужності мають знак плюс; на схилі під час сповільнення - знак мінус; у процесі усталеного руху тракторного агрегату по горизонтальній поверхні дані потужності дорівнюють нулю. Внаслідок порівняно малих швидкостей руху тракторних агрегаті в робочому режимі опором навколишнього середовища можна нехтувати

(Nw).

Загальний к. к. д. трактора під час усталеного руху по горизонтальній ділянці дорівнює

η = (3.2)

Тяговий к. к. д. трактора у цих же умовах визначається з виразу

η = (3.3)

Якщо трактор працює без використаннявала відбору потужності і гідросистеми

η = (3.4)

В процесі стаціонарної роботи загальний к. к. д. трактора становить

η = ηввп, (3.5)

де ηввп – к.к.д. приводу вала відбору потужності або шківа, залежно від того, який з цих механізмів працює.

Тяговий к.к.д. можна виразити таким чином:

ηт = ηтр ηδ ηf, (3.6)

де ηтр, ηδ, ηf - к.к.д., що враховують механічні втрати у трансмісії, втрати на буксування рушія і перекочування трактора.

Експериментально значення коефіцієнта ηт можна знайти з виразу

ηтр = (3.7)

де Мк, Мд – ведучий та крутний момент двигуна, визначені за допомогою ротаційних динамографів, один з яких встановлюється між двигуном і коробкою передач, а інші – на ведучих колесах.

Аналітично ηтр розраховують за формулою

Де n- кількість рядків рослин, які проходять під трактором;

m- ширина міжрядь

B, b— відповідно колія і ширина колеса або гусениці,

можна уявити залежною від параметрів розподілу і :

де р() — імовірність руху транспортного засобу по місцевості з коефіцієнтом = ; р() — імовірність появи ділянок місцевості з коефіцієнтом = ( < ) — імовірність можливості руху на ділянці з коефіцієнтом =

Відомо, що для умов бездоріжжя математичне очікування коефіцієнта опору руху становить 0,16, а середнє квадратичне відхилення () — 0,03. На заболоченій місцевості М()=0,45 а ()=0,03. Ці дані дозволяють визначити діапазон змін з відомою імовірністю: 68,26 %

випадкових значень поміщається в інтервалі М()± () 95,45 % - в інтервалі М()±2 () і 99,73 % (тобто практично всі випадкові значення) в інтервалі М()± ()

Показниками агротехнічної прохідності є: захисні зони, що захищають рослини від пошкоджень колесами і гусеницями; вертикальний просвіт у місцях проходу рослин; абрис прохідності (контур вільного простору під трактором); максимальний тиск у контакті рушія з ґрунтом; нормальна напруга у ґрунті під рушієм на глибині 0,5 м.

Захисна зона — це відстань по горизонталі від середньої осьової лінії рядка рослин до краю обода колеса або гусениці. Позначивши зовнішню і внутрішню захисні зони відповідно С_н і С_в, з рис. 7.4 одержимо:

ηтр = η1n1 η2n2 (1- ξ ) (3.8)

К. к. д., який враховує втрати на буксування рушія, становить ηδ = 1- δ. У цьому випадку необхідно знати буксування δ рушія. Коефіцієнт буксування визначаємо з виразу

δ = aР + bРc, (3.9)

де а, b, c – емпіричні коефіцієнти, що залежать від ґрунтових умов і типу ходової системи трактора; Р – відносна сила тяги трактора.

Значення Р дорівнює

Р = , (3.10)

де Рг,G – тягове зусилля і експлуатаційна сила тяжіння трактора;

φ, λк – коефіцієнти зчеплення і завантаження ведучих коліс.

Щоб визначити ηf дослідним шляхом, необхідно заміряти одночасно дотичну силу тяги Рк і тягове зусилля Рг, тоді

ηf = = 1 - . (3.11)

Аналітично опір коченню розраховують за рівнянням Рf = f G,

де і коефіцієнт опору коченню вибирають з довідникових даних згідно з типом трактора і заданими ґрунтовими умовами. (Див. табл..3.1.)

Тип грунту або дороги	Колісні трактори	Гусеничні трактори
f	j	f	j
Асфальтоване шосе	0,01-0,02	0,8-0,9	—	—
Гравійне шосе	0,02-0,03	0,6	—	—
Грунтова суха втрамбована дорога: — глинистий грунт;	0,03-0,05	0,8-0,9	0,05-0,07	1,0
— піщаний грунт;	0,03-0,05	0,7-0,8	0,05-0,07	0,9-1,0
— чорнозем;	0,03-0,05	0,6-0,7	0,05-0,07	0,9
Цілина	0,03-0,07	0,7-0,9	0,06-0,07	1,0-1,1
Перелік 2-3-х років	0,06-0,08	0,6-0,8	0,06-0,07	0,9-1,0
Стерня нормальної вологості	0,06-0,08	0,7-0,8	0,07-0,09	0,9-1,0
Волога стерня	0,08-0,10	0,6-0,7	0,08-0,11	0,9
Зоране поле	0,08	0,7	0,09	0,8
Поле пдготовлене під сівбу	0,16-0,18	0,4-0,6	0,10-0,12	0,6-0,7
Вологий луг: — скошений;	0,08	0,7	0,09	0,8
— нескошений;	0,10	0,5-0,6	0,11	0,6-0,7
Злежана оранка	0,08-0,12	0,5	0,08	0,6
Втрамбована снігова дорога	0,03-0,04	0,3-0,4	0,06-0,07	0,5-0,7
Дорога під час ожеледиці	0,02-0,025	0,1-0,3	0,03-0,04	0,2-0,4
Пісок: — вологий	0,08-0,10	0,4	—	0,5
— сухий	0,15-0,20	0,3	0,10-0,12	0,4

Дата добавления: 2014-12-16